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流化床炉固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃烧，即为沸腾燃烧，其炉子称为沸腾炉或流化床炉。一、流化床炉及其特性流化床燃烧是一种一种介于层燃与悬浮燃烧之间的燃烧方式。煤预先经破碎加工成一定大小的颗粒而置于布风板上，其厚度约在500mm左右，空气则通过布风板由下向上吹送。当空气以较低的气流速度通过料层时，煤粒在布风板上静止不动，料层厚度不变，这一阶段称为固定床。这正是煤在层燃炉中的状态，气流的推动力小于煤粒的重力，气流穿过煤粒间隙，煤粒之间无相对运动。当气流增大并达到某一较高值时，气流对煤粒的推力恰好等于煤粒的重力，也即此时床层颗粒完全由空气流拖拽，不在受布风板支持；煤粒开始漂浮移动，料层高度略有增长。如气流继续增大，煤粒间的空隙加大，纷乱复杂，上下翻腾不已，颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这种处于流化状态的料床，称为流化床。这种燃烧方式，即为流化床燃烧技术。当风速继续增大并超过一定限度时，稳定的流化床工况就被破坏，颗粒将全部随气流飞走。物料的这种运动状态叫做气力输送，正式煤粉在锅炉中随气流悬浮燃烧的情景。料层由静止到流化状态，以至为气流携带飞走的整个过程，可以用下图加以概括。当空气速度在ab范围内，料层高度不变，通风阻力随风速的平方关系增大。当风速增大至b点，料层中颗粒开始浮动，故b点称为临界点，对应风速即为临界风速。实验证明，流化床临界速度的大小主要决定于颗粒的尺寸及筛分级配、粒子的密度和气流的物理性质等因素。随着颗粒直径的增大、密度的增加或料层堆积的空隙率增大，临界速度增大；气流流体的运动粘度增大时，临界速度减小。在b至c的过程中，气流速度虽然继续增高，但因料层膨胀，空隙也增大，通过颗粒间隙的实际风速趋于一个常数，所以料层阻力与刚开始转入流化床时相比，变化不大。如果风速在增大，超过一定限度时，固体颗粒即被风吹走，从流化状态转化为气力输送，料层不复存在，阻力下降。能挟带固体颗粒飞走的这个空截面速度称为极限速度，也叫带出速度。显然风速要维持在流化风速和带出速度之间，料层才能保持稳定的流化状态，因此，流化床的运行风速和燃烧率的调节也只限于这一范围。不过，实际在流化床中燃用的燃料总是宽筛分的，一般粒度为0——8mm。为让较粗粒子也能被流化，，气流速度就宜高些，但要考虑到细粉尽量少被吹走，减少固体不完全燃烧热损失，又宜选用低的气流速度。此外在选择风速时，还要顾及颗粒的扰动强度和它在流化床内平均停留的时间关系，以保证良好流化床和强烈扰动条件下，尽可能降低气流速度，以使颗粒在流化床中有较好的平均停留时间。二。、流化床炉的型式与结构流化床炉的型式有鼓泡流化床炉和循环流化床炉两种，再次介绍循环流化床炉的结构。循环流化床炉是在炉膛里把颗粒燃料空载特殊流化状态下燃烧，细小的固体颗粒以一定的速度携带出炉膛，再由气固分离后在距布风板一定高度处送回炉膛，形成足够的固体物料循环，并保持比较均匀的炉膛温度的一种燃烧设备。循环流化床炉炉膛不分流化段和悬浮段，其出口直接与气固分离器相连。来自炉膛的高温烟气经分离器进入对流管束，而被分离下来的飞灰则经回料器重新返回炉内，与新添加的煤一起继续燃烧并再次被气流携带出炉膛，如此不断循环。调节循环灰量、给煤量和风量，饥渴实现负荷调节，燃尽的灰渣则从炉子下部拍灰口（冷灰管）排出。循环流化床炉的炉膛由水冷壁管构成；离开气固分离器后的高温烟气经由对流管束和尾部烟道中省煤器排于炉外。对于较大型的循环流化床锅炉，尾部烟道中通常还装有蒸汽过热器和空气预热器，以至还有蒸汽再热器。循环流化床炉是一种接近于气力输送的炉子，炉内气流速度较高，自U高可达10m/s，一般稀相区的运行风速为4.5——6m/s，因此床内气、固两相混合十分强烈，传热传质良好，整个床内能达到均匀的温度分布（850℃左右）和快速燃烧反应。由于飞灰及未燃尽的物料颗粒多次循环燃烧，燃烧效率可达99%以上，完全可以与目前电站广泛采用的煤粉炉相比。三、循环流化床炉的特点流化床煤燃烧技术在短时间内能够得到迅速的发展和应用，是因为它具有一些层燃和煤粉燃烧等常规煤燃烧技术所不具备的特点。具体流化床燃烧突出特点是：燃烧温度低，停留时间长，一级湍流混合强烈，这些特点给硫化床燃烧带来一系列优点。（1）、低温燃烧。流化床燃烧和层燃及煤粉燃烧很不相同，然和时候其炉内都需要有大量的高温惰性物料（如灰、石灰石或沙子）的储备，这些惰性物料占全部炉内固体物料的97%——98%，即人和时候炉内固体可燃物的份额不超过全部床料的2%——3%，因此，即使在燃烧温度仅为850——900℃的情况下，在有足够氧气的条件下，任何固体燃料都能被燃尽，再加上燃料在炉内很长的停留时间及床内强烈的湍流混合，这些足以保证在850——900℃的低温条件下流化床锅炉能够稳定和高效的燃烧任何燃料。（2）极好的燃料适应性。由于流化床锅炉具有上述低温燃烧的特点，因此具有极好的燃料适应性，几乎对于任何燃料都有可以设计出燃烧这种燃料的流化床锅炉，并保证燃烧过程的稳定和很高的燃烧效率；对于已经存在的流化床锅炉，燃料性质在相当大的范围内变化，锅炉仍能保证稳定燃烧。至今，已成功地在流化床锅炉上燃烧过的燃料包括一切种类的煤，其中有高灰分高水分的褐煤、低挥发分的无烟煤、各种煤的煤矸石、洗矸、洗煤泥浆、石煤、各种石油焦、油页岩、泥煤、城市垃圾、油污泥、废轮胎、农林生物肥料（如树皮、木屑、稻壳、甘蔗渣）等，也可以用于燃烧各种液体和气体燃料，各种燃料既可以单独燃烧也可以混燃着是任何其他燃烧方式不能与之相比的。（3）低的污染物排放。流化床锅炉低温燃烧的特点，有效地抑制了热力型NOx的生成，而通过采用分级燃烧又可控制燃料型NOx的排放，因而，流化床锅炉NOx的生成量仅为煤粉炉的1/4——1/3，可以将鼓泡流化床锅炉的NOx排放值控制在小于0.03%——0.04%，将循环流化床锅炉的NOx排放值控制在小于0.01%——0.02%。此外，如果在燃烧过程中直接向炉内加入石灰石或白云石，由于850——900℃的燃烧温度正是石灰和二氧化硫反应的最佳脱硫温度，因此，根据煤中的含硫量，向流化床锅炉炉膛内投入适量的石灰石，就可以达到90%左右的脱硫效率。所以，流化床是一种经济有效的低污染燃烧技术，这是它在全世界受到重视并发展很快的最根本原因。（4）燃烧强度大。由于流化床燃烧过程中强烈的湍流混合，并且循环流化床锅炉的燃烧是在整个炉膛内空间完成，这大大提高了其燃烧强度，提高了单位炉膛体积的出力，减小了炉膛的截面积和体积。循环流化床锅炉的体积可以做得比常规锅炉小。（5）床内传热能力强。流化床内高强度的传热特性可节省炉内受热的金属消耗量，对鼓泡流化床锅炉，床内气固良心啊过混合物对床内埋管的传热系数可达233——326W/(㎡·K)，循环流化床锅炉炉膛内气固铃响混合物对水冷壁的传热系数在80——100W/(㎥·K)的范围内。（6）负荷调节性能好。由于炉内大量热床料的储备，使流化床锅炉具有良好的负荷调节性能，负荷调节幅度大，在低达25%额定负荷下也能保持稳定燃烧。（7）易于操作和维护。由于燃烧温度低，灰渣不会软化和粘结，因而不村咋炉内结渣的问题，炉膛内不需要布置吹灰器。较低的炉膛温度使炉内受热面热流率较低，减少了发生传热危机而爆管的机会。燃烧的腐蚀作用也比层燃炉和煤粉炉小。这些都使得流化床炉易于操作和维修。至于流化床咕噜易于产生磨损的问题，可在易磨损部位采取诸如敷设防磨耐火材料涂层等一系列防磨措施，以得到解决。（8）灰渣便于综合利用。低温燃烧所产生的灰渣具有较好的活性，而且其飞灰和底灰含碳量低，通常低于4%——5%，可以用作制造水泥的参合料或其他建筑材料的原料，有利于灰渣的综合利用。但是，循环流化床燃烧技术还存在以下缺点：（1）、循环流化床锅炉的气固分离和床料循环系统比较复杂，如旋风分离器尺寸庞大，造价较高，布风板及系统的阻力增加，锅炉自身耗电量大，导致运行维修费用增加。（2）循环流化床的燃烧效率受燃烧温度的限制，一般要略低于煤粉炉，特别是对难燃烧的煤种，飞灰含碳量偏高，影响了飞灰的综合利用。（3）由于床内流速相对较高，固体颗粒浓度大，为控制NOx排放而采用分级燃烧以及循环流化床燃烧的内在规律，炉膛内存在还原性气氛区域，受热面的磨损与腐蚀问题仍十分严重。（4）采用添加石灰石在炉内燃烧中脱硫，其脱硫效率低于湿法烟气脱硫，这对于达到发达国家更严格的SO2排放标准仍存在问题。循环流化床燃烧技术一、循环流化床燃烧技术概述1、概述应用于发电领域的常压循环流化床燃烧技术始于20世纪70年代末。作为一项高效、低成本的清洁燃烧技术，它具有以下优点：（1）燃烧效率高，接近或达到同等容量煤粉炉的效率水平；（2）燃料适应性强，不仅可以燃用烟煤等优质煤，而且可以燃用各种劣质燃料，如褐煤、贫煤、洗中煤、泥煤、矸石、石油焦、油页岩、废木屑，甚至工业废物和城市垃圾等；（3）负荷调节比宽，在25%额定负荷下仍能稳定燃烧；（4）负荷调节方便快捷，负荷连续变化率可达（7%——12%）/min；（5）污染物排放少，低温燃烧及分级送风使NOx生成量少，可用石灰石做脱硫添加剂，低成本实现炉内脱硫；（6）灰渣便于综合利用。2、循环流化床燃烧技术特点流化床煤燃烧技术在短时间内能够得到迅速的发展和应用，是因为它具有一些层燃和煤粉燃烧等常规煤燃烧技术所不具备的特点。具体流化床燃烧突出特点是：燃烧温度低，停留时间长，一级湍流混合强烈，这些特点给硫化床燃烧带来一系列优点。（9）、低温燃烧。流化床燃烧和层燃及煤粉燃烧很不相同，然和时候其炉内都需要有大量的高温惰性物料（如灰、石灰石或沙子）的储备，这些惰性物料占全部炉内固体物料的97%——98%，即人和时候炉内固体可燃物的份额不超过全部床料的2%——3%，因此，即使在燃烧温度仅为850——900℃的情况下，在有足够氧气的条件下，任何固体燃料都能被燃尽，再加上燃料在炉内很长的停留时间及床内强烈的湍流混合，这些足以保证在850——900℃的低温条件下流化床锅炉能够稳定和高效的燃烧任何燃料。（10）极好的燃料适应性。由于流化床锅炉具有上述低温燃烧的特点，因此具有极好的燃料适应性，几乎对于任何燃料都有可以设计出燃烧这种燃料的流化床锅炉，并保证燃烧过程的稳定和很高的燃烧效率；对于已经存在的流化床锅炉，燃料性质在相当大的范围内变化，锅炉仍能保证稳定燃烧。至今，已成功地在流化床锅炉上燃烧过的燃料包括一切种类的煤，其中有高灰分高水分的褐煤、低挥发分的无烟煤、各种煤的煤矸石、洗矸、洗煤泥浆、石煤、各种石油焦、油页岩、泥煤、城市垃圾、油污泥、废轮胎、农林生物肥料（如树皮、木屑、稻壳、甘蔗渣）等，也可以用于燃烧各种液体和气体燃料，各种燃料既可以单独燃烧也可以混燃着是任何其他燃烧方式不能与之相比的。（11）低的污染物排放。流化床锅炉低温燃烧的特点，有效地抑制了热力型NOx的生成，而通过采用分级燃烧又可控制燃料型NOx的排放，因而，流化床锅炉NOx的生成量仅为煤粉炉的1/4——1/3，可以将鼓泡流化床锅炉的NOx排放值控制在小于0.03%——0.04%，将循环流化床锅炉的NOx排放值控制在小于0.01%——0.02%。此外，如果在燃烧过程中直接向炉内加入石灰石或白云石，由于850——900℃的燃烧温度正是石灰和二氧化硫反应的最佳脱硫温度，因此，根据煤中的含硫量，向流化床锅炉炉膛内投入适量的石灰石，就可以达到90%左右的脱硫效率。所以，流化床是一种经济有效的低污染燃烧技术，这是它在全世界受到重视并发展很快的最根本原因。（12）燃烧强度大。由于流化床燃烧过程中强烈的湍流混合，并且循环流化床锅炉的燃烧是在整个炉膛内空间完成，这大大提高了其燃烧强度，提高了单位炉膛体积的出力，减小了炉膛的截面积和体积。循环流化床锅炉的体积可以做得比常规锅炉小。（13）床内传热能力强。流化床内高强度的传热特性可节省炉内受热的金属消耗量，对鼓泡流化床锅炉，床内气固良心啊过混合物对床内埋管的传热系数可达233——326W/(㎡·K)，循环流化床锅炉炉膛内气固铃响混合物对水冷壁的传热系数在